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Sensoreinrichtung und Verfahren zur Detektierung und Lokalisierung von Rissen in Bauteilen
Branchen:
Mess- & Mikrosystemtechnik, Werkstoffe & Werkstofftechnik
Angebote:
Lizensierung, Verkauf

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung von Rissen und Rissentstehungsprozessen in Bauteilen, vorzugsweise elektrisch leitfähigen Kunststoffbauteilen, basierend auf der Induzierung und dem Empfang von Radio- und/ oder Mikrowellen (elektromagnetische Wellen) bei der Entstehung und Ausbreitung von Rissen und/ oder Mikrorissen bzw. bei vorhandenen Rissen in einem Bauteil.

Die Schaltung gemäß Erfindung ermöglicht die Detektierung und Lokalisierung von Rissen in Bauteilen, sowohl während des Betriebes von Maschinen mit den genannten Leitfähigkeitseigenschaften als auch im Ruhezustand. An das zu prüfende Bauteil wird eine Spannungsquelle angelegt, sowie mehrere Sensoreinrichtungen zur Bestimmung der Position und Ausbreitung und Größe des Risses. Bei der Rissentstehung bzw. Ausbreitung werden nun elektromagnetische Wellen (Mikro- oder Radiowellen) an ein Empfangsgerät über einen Wandler und/ oder Verstärker und/ oder eine Diode (Schottky-Diode) und/ oder einen Korrelator und/ oder einen Multiplikator und/ oder einen Mixer und/ oder einen oder mehrere Filter geleitet.

Desweiteren zeigt das Verfahren Möglichkeiten auf, mit denen die Belastbarkeit von einzelnen Bauteilen einmalig oder zyklisch mit Hilfe von Ultraschall, Vibration oder Biege- und/ oder Zugbeanspruchung geprüft werden kann, bzw. bei welcher maximalen Belastung durch Werkstoffermüdung mit einer Rissentstehung gerechnet werden muß.

Vorteile:
Die Vorrichtung ermöglicht es, Maschinen und Bauteile während des Betriebes auf Risse und Rissentstehungsprozesse zu untersuchen. Daneben besteht auch die Möglichkeit der Detektierung von bereits vorhandenen Rissen bei der Außerbetriebnahme von Maschinen und Bauteilen.

weitere Informationen

Hintergrund

Während des Betriebes von Maschinen mit Bauteilen aus kohle- oder stahlfaserverstärkten Verbundwerkstoffen oder aus Kunststoffen, die mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet sind, besteht ein großer Bedarf, den Zustand der Werkstoffstruktur auf Schäden, wie zum Beispiel Risse, zu überwachen. Bisher werden dazu diese Maschinen außer Betrieb genommen, um  detaillierte Verfahren der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung an den Bauteilen durchführen zu können. Diese Außerbetriebnahme ist oft mit einem hohen zusätzlichen Aufwand bei der De- und Montage des zu prüfenden Bauteils verbunden. Die daraus resultierenden Kosten bei hochwertigen Maschinen, wie zum Beispiel bei Luftfahrzeugen, für welche diese Prüfung insbesondere wichtig ist, liegen oft im 5- bis 6-stelligen Bereich.

Marktpotential

Anwendung können die Vorrichtung und das Verfahren beispielsweise für Untersuchungen an Fahrzeugbauteilen, Raumfahrtbauteilen, Flugzeugbauteilen, Schiffsbauteilen, militärtechnischen Geräten, Fahrstühlen, Windkraftanlagen, Gebäuden und deren Bauteilen finden.

Entwicklungsstand

Prototyp

Dateien


Ansprechpartner Schutzrechte

Portraitbild

Dr.-Ing. Monika Mall

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Zentrale Einrichtungen

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Tel.+49 391 6752091

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